KR20060059707A - Cylindrical lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쇼트 방지부를 구비하는 권심 부재를 구비하여, 전극 조립체의 쇼트를 방지할 수 있는 원통형 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 본 발명의 원통형 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 권취형 전극 조립체의 권심부에 삽입되며, 쇼트 방지부를 구비하는 권심 부재와; 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 구비하는 케이스와; 상기 케이스의 상부와 결합되어 이를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다. The present invention relates to a cylindrical lithium secondary battery having a core member having a short prevention portion, and capable of preventing short circuit of the electrode assembly. The cylindrical lithium secondary battery of the present invention includes a first electrode plate, a second electrode plate, and the A wound electrode assembly having a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate; A winding member inserted into a winding portion of the wound electrode assembly and having a short prevention portion; A case having a space for accommodating the electrode assembly; And a cap assembly coupled to the top of the case to seal it.
원통형 리튬 이차 전지, 권심 부재, 쇼트 방지Cylindrical lithium secondary battery, core member, prevention of short
Description
도 1은 종래의 권심 부재를 설명하기 위한 사시도. 1 is a perspective view for explaining a conventional core member.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도. Figure 2a is a perspective view for explaining the cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a의 A-A 라인에 따른 단면도. FIG. 2B is a cross sectional view along line A-A in FIG. 2A;
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 권심 부재를 설명하기 위한 도면. 3A to 3C are diagrams for explaining a core member of a cylindrical lithium secondary battery according to one embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)
200; 원통형 리튬 이차 전지 300; 전극 조립체200; Cylindrical lithium
310; 제 1 전극판 315; 제 1 전극 탭310; A
320; 제 2 전극판 325; 제 2 전극 탭320;
330; 세퍼레이터 341, 345; 절연 플레이트330; Separators 341, 345; Insulation Plate
400; 원통형 케이스 410; 원통면400;
420; 하면 430; 크리핑부420; If 430; Creeping Part
440; 비딩부 500; 캡 조립체440; Beading
510; 안전 밴트 520; 인쇄 회로 기판510; Safety van 520; Printed circuit board
530; 양성 온도 소자 540; 전극 캡530;
550; 절연 가스켓 600; 전해질550;
700; 권심 부재 710; 절개 홈700; Core
720; 쇼트 방지부720; Short prevention part
본 발명은 원통형 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쇼트 방지부를 구비하는 권심 부재를 구비하여, 전극 조립체의 쇼트를 방지할 수 있는 원통형 리튬 이차 전지에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical lithium secondary battery, and more particularly, to a cylindrical lithium secondary battery having a core member having a short prevention portion and capable of preventing short of the electrode assembly.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다. Recently, compact and lightweight electric / electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, etc. have been actively developed and produced. These portable electric / electronic devices have a battery pack that can be operated in a place where no separate power source is provided. The built-in battery pack includes at least one battery therein for outputting a predetermined level of voltage for driving the portable electric / electronic device for a period of time.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다. In view of economical aspects, the battery pack employs a secondary battery capable of charging and discharging. Representative secondary batteries include lithium secondary batteries such as nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중 량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as power sources for portable electronic equipment, and is rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight. to be.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 상기 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다. Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte, and a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. In addition, the lithium secondary battery is manufactured in various shapes, and typical examples thereof include a cylindrical shape, a square shape, and a pouch type.
통상적으로, 상기 원통형 리튬 이차 전지는 양극 활물질이 코팅된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅된 음극 전극판 및 상기 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 대략 원통형으로 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 원통형 케이스와, 상기 원통형 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다. In general, the cylindrical lithium secondary battery is positioned between a positive electrode plate coated with a positive electrode active material, a negative electrode plate coated with a negative electrode active material, and between the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent a short and prevent lithium ions (Li-ion). The electrode assembly is formed of a cylindrical body wound around a cylindrical shape, which allows only movement of the electrode, a cylindrical case accommodating the electrode assembly, and an electrolyte solution injected into the cylindrical case to allow lithium ions to move.
이러한 원통형 리튬 이차 전지는 하기와 같이 제조된다. This cylindrical lithium secondary battery is manufactured as follows.
우선, 상기 양극 활물질이 코팅되며 양극 탭이 연결된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅되며, 음극 탭이 연결된 음극 전극판 및 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 대략 원통형으로 권취하여 전극 조립체를 제조한다. First, the positive electrode active material is coated and the positive electrode tab is connected to the positive electrode tab, the negative electrode active material is coated, and the negative electrode tab is connected to the negative electrode plate and the separator is laminated, and then wound in a substantially cylindrical shape to manufacture an electrode assembly.
그런 다음, 상기 대략 원통형의 전극 조립체를 상기 원통형 케이스에 수용하여 상기 전극 조립체가 이탈하지 않도록 한 후, 상기 원통형 케이스에 전해액을 주입한 후, 밀봉하여 원통형 리튬 이차 전지를 완성한다. Then, the substantially cylindrical electrode assembly is accommodated in the cylindrical case to prevent the electrode assembly from being separated, the electrolyte is injected into the cylindrical case, and then sealed to complete the cylindrical lithium secondary battery.
상기한 바와 같은 원통형 리튬 이차 전지는 일반적으로 상기 전극 조립체의 중심부에 공간이 발생한다. 이러한 공간은 상기 전극 조립체의 풀림 및 변형을 발생시킬 수 있는 문제점이 있다. Cylindrical lithium secondary batteries as described above generally generate spaces in the center of the electrode assembly. This space has a problem that can cause loosening and deformation of the electrode assembly.
한편, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 전극 조립체 중심부의 공간에 도 1에 도시된 바와 같은 권심 부재(100)를 삽입하는 방법이 도입되었다. Meanwhile, in order to solve the problems as described above, a method of inserting the
상기 권심 부재(100)는 일반적으로 일종의 플레이트(plate)를 말아서 형성된 관 형상으로, 축 방향을 따라 일부분이 절개된 형상으로 이루어진다. The
그러나, 상기 권심 부재(100)는 축 방향의 절개된 부분의 상단부 및 하단부가 뾰족한 형상으로 이루어져, 상기 권심 부재(100)의 삽입 또는 상기 권심 부재(100)의 유동 시 상기 전극 조립체, 특히 세퍼레이터에 손상을 입히는 문제점이 있다. However, the
상기한 바와 같이, 상기 세퍼레이터가 손상을 입는 경우, 상기 양극 전극판 및 음극 전극판 사이에 쇼트(short)가 발생하여 상기 원통형 리튬 이차 전지의 파괴 또는 폭발을 유발할 수 있는 심각한 문제점이 있다. As described above, when the separator is damaged, a short may occur between the positive electrode plate and the negative electrode plate to cause a breakdown or explosion of the cylindrical lithium secondary battery.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 쇼트 방지부를 구비하는 권심 부재를 구비하여, 전극 조립체의 쇼트를 방지할 수 있는 원통형 리튬 이차 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다. An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, the present invention is to provide a cylindrical lithium secondary battery having a core member having a short prevention portion, which can prevent the short of the electrode assembly. There is a purpose.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원통형 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체의 중심 공간부에 삽입되며, 쇼트 방지부를 구비하는 권심 부재와; 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 구비하며, 상부가 개구된 케이스와; 상기 케이스의 상부와 결합되어 이를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다. Cylindrical lithium secondary battery of the present invention for achieving the above object comprises a wound electrode assembly having a separator interposed between the first electrode plate, the second electrode plate, the first electrode plate and the second electrode plate; A core member inserted into a central space of the electrode assembly and having a short prevention portion; A case having a space for accommodating the electrode assembly, the case having an upper opening; And a cap assembly coupled to the top of the case to seal it.
상기 권심 부재는 길이 방향을 따라 절개 홈이 형성된 관 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 쇼트 방지부는 상기 절개 홈 양측 단의 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부의 일부가 상기 권심 부재의 내부 방향을 향하도록 이루어지거나, 또는 상기 쇼트 방지부는 상기 절개 홈 양 측단의 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부가 테이퍼진 형상으로 이루어지거나, 또는 상기 쇼트 방지부는 상기 절개 홈 양 측단의 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부가 라운드진 형상으로 이루어질 수 있다. The core member may have a tubular shape in which a cutout groove is formed along a longitudinal direction. At this time, the short prevention part is made so that at least a part of at least a lower end of the upper end and the lower end of both ends of the cutting groove faces the inner direction of the core member, or the short prevention part is at least a lower end of the upper end and the lower end of both side ends of the cutting groove. Is formed in a tapered shape, or the short prevention portion may be formed in a rounded shape at least the lower end of the upper end and the lower end of both side ends of the cut groove.
상기 쇼트 방지부가 테이퍼진 형상으로 이루어지는 경우, 상기 쇼트 방지부의 테이퍼 각은 90° 미만인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 쇼트 방지부의 테이퍼 각은 30° 내지 60°인 것이 바람직하다. When the short prevention portion is formed in a tapered shape, the taper angle of the short prevention portion is preferably less than 90 °, and more preferably, the taper angle of the short prevention portion is 30 ° to 60 °.
상기 전극 조립체와 상기 케이스 하면 사이에는 하부 절연판이 위치되며, 상기 전극 조립체와 상기 캡 조립체 사이에는 상부 절연판이 위치될 수 있다. A lower insulating plate may be positioned between the electrode assembly and the lower surface of the case, and an upper insulating plate may be positioned between the electrode assembly and the cap assembly.
상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 중 어느 하나는 전극 탭을 통하여 상기 케이스의 하부 하면에 전기적으로 연결되며, 상기 권취 부재는 상기 하면에 전기적으 로 연결되는 전극 탭 위에 위치할 수 있다. One of the first electrode plate and the second electrode plate may be electrically connected to the lower lower surface of the case through an electrode tab, and the winding member may be positioned on an electrode tab electrically connected to the lower surface.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도면의 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 A-A 라인에 따른 단면도이다. 2A is a perspective view illustrating a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2A.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지(200)는 충ㆍ방전 시 전압차를 발생시키는 전극 조립체(300)와, 상기 전극 조립체(300)를 수납하는 원통형 케이스(400)와, 상기 원통형 케이스(400) 상부에 조립되어 상기 전극 조립체(300)가 이탈되지 않도록 하는 캡 조립체(500)와, 상기 원통형 케이스(400)에 주입되어 상기 전극 조립체(300) 간에 리튬 이온의 이동이 가능하게 하는 전해액(600)과, 상기 전극 조립체의 중앙부 공간에 위치하는 권심 부재(700)를 구비하는 구조로 이루어져 있다. As shown in FIGS. 2A and 2B, the cylindrical lithium
상기 전극 조립체(300)는 양극 활물질 및 음극 활물질 중 어느 하나, 예를 들면, 양극 활물질이 코팅된 제 1 전극판(310), 상기 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나, 예를 들면, 음극 활물질이 코팅된 제 2 전극판(320), 상기 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320) 사이에 위치하여 상기 제 1 전극판(310)과 제 2 전극판(320)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(330)로 이루어진다. 또한, 상기 제 1 전극판(210), 제 2 전극판(320) 및 세퍼레이터(330)는 대략 원형으로 권취되어 상기 원통형 케이스(400)에 수납된다. 또한, 상기 제 1 전극판(310)에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지며, 상부로 일정 길이 돌출된 제 1 전극 탭(315)이 접합되어 있다. 상기 제 2 전극판(320)에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 이루어지며, 하부로 일정 길이 돌출된 제 2 전극 탭(325)이 접합되어 있으나, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. 더불어 상기 전극 조립체(300)의 상ㆍ하부에는 각각 직접적인 캡 조립체(500) 또는 원통형 케이스(400)와의 접촉을 피하기 위해 상ㆍ하부 절연 플레이트(341, 345)가 더 부착되어 있다. The
상기 원통형 케이스(400)는 상기 원통형 전극 조립체(300)가 결합될 수 있도록 소정 공간을 가지며 일정 직경을 갖는 원통면(410)이 형성되어 있고, 상기 원통면(410)의 하부에는 그 원통면(410)의 하부 공간을 막은 하면(420)이 형성되어 있으며, 상기 원통면(410)의 상부는 상기 전극 조립체(300)를 삽입하기 위하여 개구(開口)되어 있다. 한편, 상기 원통형 케이스(400)의 하면(420) 중앙에 상기 전극 조립체(300)의 제 1 전극 탭(315) 및 제 2 전극 탭(325) 중 어느 하나, 예를 들면, 제 2 전극 탭(325)이 접합됨으로써, 상기 원통형 케이스(400) 자체는 제 2 전극판(320)과 동일한 전극, 예들 들면 음극 단자의 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 원통형 케이스(400)는 일반적으로 알루미늄(Al), 철(Fe) 또는 이들의 합금으로 형성된다. 더불어 상기 원통형 케이스(400)는 상부에서 상기 캡 조립체(500)를 압박하도록 한쪽으로 휘어진 크리핑(criping)부(430)가 형성되고, 하부에서 상부 방향으로 상기 캡 조립체(500)를 압박하도록 안쪽으로 움푹 파인 비딩(beading)부(440)가 더 형성되어 있다. The
상기 캡 조립체(500)는 상기 제 1 전극 탭(315)이 용접된 동시에, 과충전 또 는 이상 발열시 형태가 반전되는 도전성 안전 벤트(510)와, 상기 도전성 안전 벤트(510) 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어, 상기 안전 벤트(510)의 반전시 회로가 끊어지는 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit board, 520)과, 상기 인쇄 회로 기판(520) 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어 소정 온도 이상에서 회로가 끊어지는 양성 온도 소자(530)와, 상기 양성 온도 소자(530)의 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어 실제의 전류를 외부로 인가하는 도전성 전극 캡(540)과, 상기 안전 벤트(510), 인쇄 회로 기판(520), 양성 온도 소자(530) 및 전극 캡(540)의 측부 둘레를 감싸는 형태를 하며 상기 원통형 케이스(400)로부터 상기 나열한 것들을 절연시키는 절연 가스켓(550)으로 이루어진다. 이때, 상기 전극 캡(540)은 상기 전극 조립체(300)의 제 1 전극 탭(315) 및 제 2 전극 탭(325) 중 어느 하나, 예를 들면, 제 1 전극 탭(315)이 접합되어 제 1 전극판(310)과 동일한 전극, 예들 들면 양극 단자의 역할을 수행한다. The
상기 전해액(600)은 충ㆍ방전시 전지 내부의 양극 및 음극에서 전기 화학적 반응에 의하여 생성되는 리튬 이온(Li Ion)의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액(600)은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있으며, 여기서 상기 전해액 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다. The
상기 권심 부재(700)는 상기 권취형 전극 조립체(300)의 중심 공간에 삽입되어, 상기 권취형 전극 조립체(300)가 이완되어 풀리는 것을 방지하며, 외압에 의한 상기 권취형 전극 조립체(300)의 변형을 방지하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 권 심 부재(700)는 상기 권취형 전극 조립체(300)의 중심 공간에 삽입되어, 상기 전극 조립체(300)의 제 2 전극 탭(325)을 상기 원통형 케이스(400) 하면(420)의 중앙부에 용접하는 경우에, 상기 제 2 전극 탭(325)에 압력을 가하여 상기 제 2 전극 탭(325)이 상기 원통형 케이스(400) 하면(420)에 접촉하도록 하는 역할을 수행할 수도 있다. 이러한 권심 부재(700)는 대략 관형으로 이루어지며, 또한, 길이 방향을 따라 절개 홈이 형성되어 있으나, 상기 절개 홈은 상기 권심 부재(700)가 전극 조립체(300)에 결합된 상태에서는 일정 거리 이격된 상태를 유지할 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 절개 홈이 밀착될 수도 있다. 또한, 상기 권심 부재(700)는 상기 권심 부재(700)의 삽입 시 또는 상기 권심 부재(700)의 유동시 상기 전극 조립체(300), 특히 상기 세퍼레이터(330)를 파괴를 방지할 수 있는 쇼트 방지부를 구비하는 구조로 이루어진다. The winding
한편, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 권심 부재를 설명하기 위한 도면이다. 3A to 3C are diagrams for explaining a core member of a cylindrical lithium secondary battery according to one embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 권심 부재(700)는 길이 방향을 따라 형성된 절개 홈(710)을 구비하는 관 형상으로 이루어지며, 상기 절개 홈(710) 양 측단의 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부에 쇼트 방지부(720)를 구비하는 구조로 이루어진다. 이때, 상기 권심 부재(700)의 쇼트 방지부(720)는 상기 권심 부재(700)를 상기 전극 조립체(300)의 중심 공간에 삽입하는 경우 또는 상기 권심 부재(700)가 낙하 등의 외부 충격에 의하여 유동이 발생하는 경우, 상기 권심 부재(700)가 상기 전극 조립체(300), 특히 상기 세퍼레이터(330)를 파괴하여, 상기 전극 조립체(300)의 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320)의 쇼트를 유발하는 것을 방지한다. 3A to 3C, the
상기한 바와 같은 상기 권심 부재(700)의 쇼트 방지부(720)는 다양한 형태로 이루어질 수 있다. As described above, the
예를 들면, 상기 권심 부재(700)의 쇼트 방지부(720)는 도 3a에서와 같이, 상기 권심 부재(700) 절개 홈(710) 양 측단의 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부가 상기 권심 부재(700)의 절개된 상단부 및 하단부의 일부분이 상기 권심 부재(700)의 내부 방향을 향하도록 이루어진다. For example, as shown in FIG. 3A, the
또는, 상기 권심 부재(700)의 쇼트 방지부(720)는 도 3b에서와 같이, 상기 권심 부재(700) 절개 홈(710) 양 측단의 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부가 테이퍼진 형상으로 이루어진다. 이때, 상기 쇼트 방지부(720)의 테이퍼 각(α)은 90°미만, 바람직하게는 쇼트 방지부(710)의 테이퍼 각(α)은 30° 내지 60°인 것이 바람직하다. Alternatively, as shown in FIG. 3B, the
또는, 상기 권심 부재(700)의 쇼트 방지부(720)는 도 3c에서와 같이, 상기 권심 부재(700) 절개 홈(710) 양 측단의 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부가 라운드진 형상으로 이루어진다. Alternatively, as shown in FIG. 3C, at least a lower end of the upper end and the lower end of both side ends of the
상기한 바와 같은 쇼트 방지부(720)를 구비하는 권심 부재(700)를 포함하는 원통형 리튬 이차 전지(200)는 하기와 같은 공정을 통하여 형성된다. The cylindrical lithium
우선, 상기 제 1 전극판(310), 세퍼레이터(330), 제 2 전극판(320)을 순차적 으로 적층하고, 이것의 일단에는 전극 조립체(300) 권취를 위한 권취축을 결합한 후, 대략 원통형으로 권취하여 전극 조립체(300)를 형성한다. 물론 상기 권취 이전에, 상기 제 1 전극판(310)에는 제 1 전극 탭(315)이, 제 2 전극판(320)에는 제 2 전극 탭(325)이 부착된다. First, the
상기 전극 조립체(300)를 형성한 후, 상기 대략 원통형의 전극 조립체(300)를 상기 원통형 케이스(400)에 결합한다. 물론, 상기 결합 후에는 상기 전극 조립체(300)로부터 상기 권취축을 분리하며, 이때, 상기 전극 조립체(300)의 중심부에는 대략 원형의 공간이 형성된다. 물론, 상기 권취축은 상기 전극 조립체(300)의 결합전에 미리 분리될 수 있으며, 본 발명에서 그 순서를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 원통형 케이스(400)에는 미리 하부 절연판(341)이 결합된다. After the
상기 전극 조립체(300)를 상기 원통형 케이스(400)에 결합한 후, 상기 권취축이 분리되어 상기 전극 조립체(300)의 중심부에 형성된 공간에, 권심 부재(700)를 삽입한다. 이때, 상기 권심 부재(700)는 상단부 및 하단부 중 적어도 하단부에 쇼트 방지부(720)를 구비함으로써, 상기 권심 부재(700)의 삽입시 발생할 수 있는 상기 전극 조립체(300), 특히 세퍼레이터(330)의 파괴를 방지할 수 있다. After coupling the
여기서, 상기 권심 부재(700)의 삽입 전 상기 전극 조립체(300) 중 제 1 전극 탭(315) 및 제 2 전극 탭(325) 중 어느 하나, 예를 들면, 상기 제 2 전극 탭(325)은 원통형 케이스(400)의 하면(420)에 저항 용접 등의 방법으로 미리 부착ㆍ고정될 수 있다. 따라서, 상기 권심 부재(700)는 상기 제 2 전극 탭(325)의 상면에 접촉된 채로 위치하며, 상기 제 2 전극 탭(325)을 더욱 강하게 상기 원통형 케이스 (400)에 결합시키는 역할도 한다. 한편, 상기한 바와 같이, 상기 권심 부재(700)는 상기 전극 조립체(300)가 갖는 높이의 대략 90% 내지 110% 정도인 것이 바람직하다. 이는 상기 권심 부재(700)의 높이가 상기 전극 조립체(300)의 90% 이하이며, 상기 전극 조립체(300)를 고정 및 지지하는 힘이 너무 약하게 되며, 또한, 110% 이상인 경우에는 상기 캡 조립체(500)의 구성 요소와 접촉할 수 있기 때문이다. Here, any one of the
상기 권심 부재(700)를 삽입한 후, 상기 전극 조립체(300)의 상단까지 전해액(600)을 주입한다. 또한, 상기 전해액(600)은 상기 전극 조립체(300)에서 상기 제 1 전극판(310)과 제 2 전극판(320) 사이에 충ㆍ방전 시 리튬 이온의 이동이 가능하도록 하는 역할을 수행한다. After the
그런 다음, 상기 원통형 케이스(400) 상부에 다수의 구성 요소로 이루어지는 캡 조립체(500)를 결합하여, 상술한 전극 조립체(300), 권심 부재(700) 및 전해액(600)이 외부로 이탈 또는 누액되지 않도록 하여, 원통형 리튬 이차 전지(200)를 형성한다. Then, by combining the
보다 상세히 설명하면, 상기 원통형 케이스(400)의 상부에 대략 링 형태인 절연 가스켓(550)을 결합하고, 이어서 그 내측에 순차적으로 전극 조립체(300) 중 제 1 전극 탭(315) 및 제 2 전극 탭(325) 중 어느 하나, 예를 들면 제 1 전극 탭(315)과 전기적으로 연결되는 도전성 안전 벤트(510), 인쇄 회로 기판(520), 양성 온도 소자(530) 및 전극 캡(540)을 순차적으로 결합한다. In more detail, the insulating
그런 다음, 상기 절연 가스켓(550)의 하단에 해당하는 원통형 케이스(400)를 비딩하여 안쪽 방향으로 함몰된 비딩부(440)를 형성하고, 그 상단을 크리핑하여 크 리핑부(430)를 형성함으로써, 상기 캡 조립체(500)가 외부로 이탈되지 않도록 하여, 원통형 리튬 이차 전지(200)를 형성하는 것이다. Then, by beading the
상기한 바와 같은 본 발명의 원통형 리튬 이차 전지(200)는 상기 권심 부재(700)가 상기 쇼트 방지부(710)를 구비함으로써, 상기 권심 부재(700)의 삽입 시 또는 상기 권심 부재(700)의 유동시 발생할 수 있는 세퍼레이터(330)의 파괴를 방지하여, 상기 전극 조립체(300)의 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320) 간의 쇼트를 방지할 수 있다. In the cylindrical lithium
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 쇼트 방지부를 구비하는 권심 부재를 구비하여, 전극 조립체의 쇼트를 방지할 수 있는 원통형 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, the present invention can be provided with a cylindrical lithium secondary battery having a core member having a short prevention portion, which can prevent the short of the electrode assembly.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
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